Takács János Rácz Lukáš

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Takács János Rácz Lukáš"

Géza Magyar
8 évvel ezelőtt
Látták:

1 A TÁVHŐRENDSZER MÉRETEZÉSE ÉS KIVITELEZÉSE A BERUHÁZÓ ÉS AZ ÜZEMELTETŐ SZEMPONTJÁBÓL Takács János Rácz Lukáš Szlovák Műszaki Egyetem, Pozsony Építőmérnöki Kar, Épületgépészeti tanszék jan.takacs@stuba.sk, lukas.racz@gmail.com 2013 szeptember 26 MESZ Budapest II. ker.,templom u , Klebelsberg Kultúrkúria

Építőmérnöki Kar, Épületgépészeti tanszék jan.takacs@stuba.sk, lukas.racz@gmail.

2 A távhőrendszer adottságai o A a hőközpontot négy forró vizes kazán alkotja, o o o Az előremenő munkaközeg hőmérséklete θ e = 130 C a visszatérő munkaközeg hőmérséklete θ v = 70 C, a hő lépcső θ = 60 C. A munkaközeg forró víz keringetését és az ehez szükséges nyomáskülönbséget két forró vizes keringető szivattyú biztosítja A kompakt hőcserélő állomásokban lemezes hőcserélők kerülnek alkalmazásra. A primer oldalon a forró víz θ PR = 130/70 C hő lépcsővel a szekunder θ SZ = 75/55 C hő lépcsővel üzemel.

A munkaközeg forró víz keringetését és az ehez szükséges nyomáskülönbséget két forró vizes keringető szivattyú biztosítja A

3 A távhőrendszer elvi kapcsolása

4 A távhőrendszer adottságai o A számításoknál figyelembe vettük a csövezeték súrlódási ellenállását (R.l), illetve a helyi ellenállások Z (szelepek, könyökök, redukciók, stb.) értékét is. o A helyi ellenállásokat kb. 10 és 20 % közötti értékben számoltuk a súrlódási ellenállásból. o o o A szakirodalom szerint a fűtőberendezések munkaközegének sebességének értéke w = 0,5 és 2,5 m/s között választandó. A fajlagos súrlódási nyomásesés értéke R = 50 és 200 Pa/m között ajánlott. A következő példan alapján rá szeretnénk mutatni két elmélet közötti különbségre.

10 és 20 % közötti értékben számoltuk a súrlódási ellenállásból.

5 A peremfeltételek megválasztása A távhőrendszer két diametrálisan eltérő szempontból került elemezésre: I. Alternatíva - a beruházó szempontja: Nagyon gyakori a beruházó és kivitelező hozzáállása, hogy minél olcsóbban szeretné az egész távhőrendszert megvalósítani. A tervezőt arra bíztatja, hogy a csövezetet kisebb DN átmérőkre méretezze, és ezennel olcsóbb legyen az előszigetelt csőrendszer. II. Alternatíva - az üzemeltető szempontja: Az üzemeltető ugyanakkor arra törekszik, hogy az üzemeltetési költségek túlzottan ne terheljék a hőszolgáltatót. A tervezőt arra bíztatja, hogy a csővezetéket nagyobb névleges átmérőkre méretezze, ebből kihozólag drágább az előszigetelt csőrendszer.

A tervezőt arra bíztatja, hogy a csövezetet kisebb DN átmérőkre méretezze, és ezennel olcsóbb legyen az előszigetelt csőrendszer. II.

6 A csőhálózat méretezése Ahol: A keringető szivattyúk méretezéséhez szükséges az egész távhőrendszer nyomásigénye, számításához a következő összefüggés alkalmazható: Δp k,sz = 1,1.( (R.l) e+v + (Z) e+v + Δp HKA ) (Pa) (1) (R.l) a súrlódási nyomásesés, amely a fajlagos súrlódási nyomásesés és a csővezeték hosszától függ (Pa), Z - a helyi ellenállás (szelepek, kanyarok, redukciók és stb.), amely ilyen esetekben kb %-a a súrlódási nyomásesésből - a távhőrendszer bonyolultsága szerint (Pa). Δp KHA kompakt hőcserélő állomás nyomásigénye a primer oldalon (Pa). A számítások méretezési táblázatok alapján végezhetők, amelyekből a távhőrendszer nyomásviszonyait a nyomásdiagram mutatja ki. Ezekből a nyomásdiagramokból meg tudjuk határozni a távhőrendszer nyomásviszonyait.

l) a súrlódási nyomásesés, amely a fajlagos súrlódási nyomásesés és a csővezeték hosszától függ (Pa), Z - a helyi ellenállás (szelepek, kanyarok, redukciók és stb.), amely ilyen esetekben kb.

7 A csőhálózat méretezése I. alternatíva a beruházó szempontja Hőteljesítmény Rész Hőteljesítmény Tömegáram Hossz DN R s w s R.l Z = 0,15. (R.l) Rl +Z (kw) (kw) (m 3.h -1 ) (m) (mm) (Pa.m -1 ) (m.s -1 ) (kpa) (kpa) (kpa) 1 KHA , ,57 48,06 7,21 55,27 2 KHA , ,24 61,80 9,27 71,07 3 KHA , ,37 73,44 11,02 84,46 4 KHA , ,94 47,10 7,07 54,17 5 KHA , ,94 44,28 6,64 50,

s -1 ) (kpa) (kpa) (kpa) 1 KHA 1 1450 1 6 955 99,69 267 150 180 1,57 48,06 7,21 55,27 2 KHA 2 1350 2 5 505 78,91 515 150 120 1,24

8 Az I. alternatíva nyomásdiagrama

9 Az I. alternatíva keringető szivattyúja - TPE /2-S/55

10 A csőhálózat méretezése II. alternatíva az üzemeltető szemszögéből Hőteljesítmény Rész Hőteljesítmény Tömegáram Hossz DN R s w s R.l Z = 0,15. (R.l) Rl +Z (kw) (kw) (m 3.h -1 ) (m) (mm) (Pa.m -1 ) (m.s -1 ) (kpa) (kpa) (kpa) 1 KHA , ,83 9,88 1,48 11,36 2 KHA , ,66 13,39 2,01 15,40 3 KHA , ,94 27,65 4,15 31,80 4 KHA , ,65 15,07 2,26 17,33 5 KHA , ,63 16,07 2,41 18,

s -1 ) (kpa) (kpa) (kpa) 1 KHA 1 1 450 1 6 955 99,69 267 200 37 0,83 9,88 1,48 11,36 2 KHA 2 1 350 2 5 505 78,91 515 200 26 0,66 13,39

11 A II. alternatíva nyomásdiagrama

12 A II. alternatíva keringető szivattyúja - TPE /4-S/55

13 A két nyomásdiagram összehasonlítása

14 I. alternatíva a beruházó szempontjai 4.1 Szivattyú nyomásteljesítménye (kpa) H I = 47,4 m v.o. 4.2 Öszehasonlítás Peremfeltételek: Keringető szivattyú nyomáskészsége - I. II. Alternatíva. Munkaközeg középhőmérséklete Ѳ = 100 C. Fűtőidény hossza d = 202 nap. Éjszakai üzem T e = 8 óra. Nappali üzem T n = 16 óra. Tömegáram csökkenése 50 % Szivattyú teljesítménye (kw), szivattyú energiafogyasztása (kwh) 20,7 kw kwh % II. alternatíva az üzemeltető szemszpontjai 4.3 Szivattyú nyomásteljesítménye (kpa) H II = 23 m v.o. 4.4 Szivattyú teljesítménye (kw), szivattyú energiafogyasztása (kwh) 10,5 kw kwh - 52 %

Tömegáram csökkenése 50 % Szivattyú teljesítménye (kw), szivattyú energiafogyasztása (kwh) 20,7 kw 24 843 kwh - 100 % II. alternatíva az üzemeltető szemszpontjai 4.

15 I. alternatíva kisseb DN DN Hossz 12 m/db 1 m/db Csövek Szerelés Földmunkák füvesítés Földmunkák aszfalt Összes (mm) (m) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ,06 4, ,1 591,3 512,5 446, , ,06 4, , ,6 988,5 861, , ,76 4, ,4 806,1 698,6 609, , ,76 4, ,1 878,9 761,7 664, , ,12 2,2 713,9 321,3 278,4 242, ,4 kol ,5 155,5 R 150/ ,5 140,5 R 125/80 85,8 85, , ,3

861,8 5 525,6 125 432 49,76 4,1 1 791,4 806,1 698,6 609,1 3 905,2 125 471 49,76 4,1 1 953,1 878,9 761,7 664,0 4 257,7 80

16 II. alternatíva nagyobb DN DN Hossz 12 m/db 1 m/db Csövek Szerelés Földmunkák füvesítés Földmunkák aszfalt Összes (mm) (m) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ,77 7, ,9 878,8 761,6 664, , ,77 7, ,8 1695,1 1469,1 1280, , ,06 4, ,2 956,8 829,2 722, , ,06 4, ,1 1043,1 904,1 788, , ,84 3, ,0 453,1 392,7 342, ,2 kol ,0 272,0 R 200/ ,6 205,6 R 150/ ,5 122, , ,6

1280,7 8 211,6 150 432 59,06 4,9 2 126,2 956,8 829,2 722,9 4 635,0 150 471 59,06 4,9 2 318,1 1043,1 904,1 788,2 5 053,5 100

17 Alternatíva Térfogatáram (m 3 /h) Emelőmagasság (m vo ) Energiafogyasztás (kwh) Energia ár ( /kwh) ÜK/év (ezer ) Éves megtakarítás (ezer /év) BK keringető szivattyúk (ezer ) ÜK 25 év (ezer ) Megtakarítás25 év (ezer ) BK a csővezetékre (ezer ) BK összesen (ezer ) BK összesen (ezer ) BK + ÜK összesen (ezer BK + ÜK összesen (%) I , ,19 4,72 0,00 14,50 118,0 0,0 8,69 18,49 33,0 151,0 100,0 II , ,19 2,45 2,27 12,19 61,4 56,6 11,77 24,98 37,2 98,6 65,3 Nagyob DN csöveknél (a II. Alternatívánál): - magasabbak a beruházó költségek - kb. 35 %, - alacsonyabb R-nél a keringető szivattyú nyomásteljesítménye alacsonyabb, melynek ára is alacsonyabb 15 %-al - az üzemeltetési költségek csökkennek 48 %-kal

100 47,4 24 834 0,19 4,72 0,00 14,50 118,0 0,0 8,69 18,49 33,0 151,0 100,0 II. 100 23,0 12 924 0,19 2,45 2,27 12,19 61,4 56,6 11,77 24,98 37,2 98,6 65,3 Nagyob DN csöveknél (a II.

Öszköltség ( )- 25 év 200 000 151 572 Csövezet 150 000 Szivattyú 98 622 100 000 50 000 Életciklus alatti költség 25 éves üzem üzem 0 I.

18 Öszköltség ( )- 25 év Csövezet Szivattyú Életciklus alatti költség 25 éves üzem üzem 0 I. alternativa Alternatíva 1- - investor beruházó II. Alternatíva alternativa - 2 üzemeltető - prevádzkovateľ potrubná sieť čerpadlo náklady na životný ciklus - 25 rokov prevádzky ( )

19 Kölcségek Költségek Évek TPE /2S - investor beruházó TPE /4S -prevádzkovateľ üzemeltető 53 ezer ,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 TPE /2S - investor beruházó Évek TPE /4S -prevádzkovateľ üzemeltető

20 Az előadásban foglalkoztunk olyan adottságokkal mint a (hőtávrendszer hidraulikai viszonyai, beruházási költségek - BK és az üzemeltetési költségek - ÜK. A hőtávrendszer egyes részeinek kiválasztása nem egyszerű feladat. A beruházási költség az II. alternatívánál magasabb, mivel a csövezet nagyobb DN-nel van megvalósítva. Az üzemeltetési költségek viszont nagy mértékben csökkennek. A tervezés folyamán találkozni kellene a beruházónak, tervezőnek és a üzemeltetőnek és közös megeggyezés alapján kiválasztani a legmegfelelőbb megoldást. Egyértelműen a II. alternatíva a gazdaságosabb.

alternatívánál magasabb, mivel a csövezet nagyobb DN-nel van megvalósítva. Az üzemeltetési költségek viszont nagy mértékben csökkennek.

Hasonló dokumentumok

Fűtési rendszerek hidraulikai méretezése. Baumann Mihály adjunktus Lenkovics László tanársegéd PTE MIK Gépészmérnök Tanszék

Fűtési rendszerek hidraulikai méretezése Baumann Mihály adjunktus Lenkovics László tanársegéd PTE MIK Gépészmérnök Tanszék Hidraulikai méretezés lépései 1. A hálózat kialakítása, alaprajzok, függőleges